Oxytocin-Signale fördern spontane Hilfsbereitschaft bei Mäusen

MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – In einer bemerkenswerten Studie wurde entdeckt, dass Mäuse unbewussten Artgenossen durch spontane Pflegeverhalten helfen, schneller aus der Narkose zu erwachen. Diese Verhaltensweisen, die ohne Training oder äußere Belohnungen auftreten, beschleunigen nicht nur die Erholung der betäubten Mäuse, sondern reduzieren auch den emotionalen Stress der helfenden Mäuse.

Eine neue Studie hat gezeigt, dass Mäuse unbewussten Artgenossen durch spontane Pflegeverhalten wie Lecken und Putzen helfen, schneller aus der Narkose zu erwachen. Diese Verhaltensweisen, die ohne Training oder äußere Belohnungen auftreten, beschleunigen nicht nur die Erholung der betäubten Mäuse, sondern reduzieren auch den emotionalen Stress der helfenden Mäuse. Die Forschung identifiziert zwei unterschiedliche Gehirnwege, die beide auf das Neuropeptid Oxytocin angewiesen sind und die emotionalen und motorischen Aspekte dieses Verhaltens regulieren.

Wissenschaftler sind seit langem von spontanen Hilfsaktionen bei Menschen und Tieren fasziniert. Während bestimmte Arten wie Hunde, Elefanten und Primaten für ihre Hilfsbereitschaft bekannt sind, war unklar, inwieweit Nagetiere zu untrainierten, prosozialen Handlungen fähig sind. Die aktuelle Studie untersuchte, ob Mäuse eine Art altruistisches Verhalten, bekannt als „rettungsähnliches Verhalten“, zeigen können und welche Gehirnmechanismen dahinterstehen.

Die Studie begann mit einer zufälligen Beobachtung, als ein Student bemerkte, dass wache Mäuse wiederholt einen betäubten Gefährten in ihrem Heimkäfig leckten und pflegten. Diese unerwartete Beobachtung weckte Neugier: Warum taten sie das? Weitere Untersuchungen zeigten, dass solches soziales Putzen und Lecken die Erholung der betäubten Maus aus der Bewusstlosigkeit beschleunigte, was die Grundlage der Forschung bildete.

Um zu untersuchen, ob dieses Verhalten durch empathieähnliche Prozesse getrieben wird, ob es den unbewussten Mäusen hilft, sich zu erholen, und welche neuronalen Schaltkreise beteiligt sind, entwickelten die Forscher einen neuen Verhaltenstest. Eine wache Maus (der Beobachter) wurde in eine Kammer mit einem Artgenossen (dem Demonstrator) gesetzt, der mit Ketamin betäubt worden war. Der Beobachter näherte sich typischerweise dem betäubten Demonstrator und begann, dessen Gesicht zu lecken und dessen Körper zu pflegen. Diese Interaktionen wurden auf Video aufgezeichnet und die Zeit, die mit sozialem Pflegeverhalten verbracht wurde, wurde bewertet.

Die Forscher testeten verschiedene Bedingungen, um zu sehen, ob dieses Verhalten spezifisch für bestimmte Arten von Demonstratoren war. Beobachtermäuse interagierten viel mehr mit lebenden betäubten Tieren als mit toten Mäusen oder künstlichen Modellen, was darauf hindeutet, dass sie Lebenszeichen erkennen und ihr Verhalten entsprechend ausrichten konnten.

In Folgeexperimenten fanden die Forscher heraus, dass dieses rettungsähnliche Verhalten den unbewussten Mäusen half, ihren Aufrichtreflex – die Fähigkeit, sich selbst aufzurichten – schneller wiederzuerlangen, als sie es ohne Hilfe getan hätten. EEG-Aufzeichnungen bestätigten, dass Mäuse, die soziale Pflege erhielten, schneller aus der Narkose erwachten und von niederfrequenten Gehirnwellen (die mit tiefer Bewusstlosigkeit verbunden sind) zu höherfrequenten Mustern wechselten, die mit Wachheit verbunden sind.

Auf neurobiologischer Ebene konzentrierten sich die Forscher auf die Rolle von Oxytocin, einem Hormon, das für soziale Bindungen bekannt ist. Mäuse, denen das Gen für Oxytocin fehlte, zeigten signifikant weniger rettungsähnliches Verhalten. Mithilfe von Faserphotometrie zur Verfolgung der Echtzeit-Gehirnaktivität beobachteten die Forscher, dass Oxytocin-produzierende Neuronen im paraventrikulären Kern (PVN) des Hypothalamus aktiv wurden, wenn Mäuse sich einem betäubten Artgenossen näherten und diesen pflegten.

Um herauszufinden, wie Oxytocin verschiedene Aspekte des Verhaltens beeinflusst, untersuchte das Team zwei Gehirnregionen, die Projektionen vom PVN erhalten. Die zentrale Amygdala (CeA) schien an der emotionalen Erkennung des Zustands des Demonstrators beteiligt zu sein. Wenn Oxytocin-Rezeptoren in dieser Region blockiert wurden, zeigten Mäuse weniger soziales Pflegeverhalten und näherten sich langsamer. Der dorsale Kern des Stria Terminalis (dBNST) hingegen kontrollierte die Ausführung des Pflegeverhaltens selbst. Die Stimulation dieses Bereichs führte dazu, dass Mäuse Pflegeverhalten auch ohne einen Demonstrator zeigten, während das Abschalten dieses Bereichs das Pflegeverhalten vollständig stoppte.

Die beiden Wege spielten unterschiedliche Rollen bei der Gestaltung des Verhaltens. Die Aktivität in der CeA erreichte ihren Höhepunkt direkt zu Beginn des Pflegeverhaltens, was darauf hindeutet, dass sie als Auslöser für das Verhalten fungiert. Im Gegensatz dazu zeigte der dBNST ein anhaltendes Aktivierungsmuster, das mit der Dauer des Pflegeverhaltens übereinstimmte. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die CeA hilft, die Reaktion zu initiieren, während der dBNST sie aufrechterhält.

Obwohl die Studie viele Einblicke bietet, bleiben einige Fragen offen. Es ist noch unklar, wie Mäuse erkennen, dass ein Artgenosse bewusstlos oder hilfsbedürftig ist. Die sensorischen Hinweise – wie Geruch, Bewegung oder Haltung –, die Not signalisieren, müssen noch identifiziert werden. Die Forschung klärt auch nicht, ob separate Populationen von Oxytocin-Neuronen die emotionalen und motorischen Aspekte des Verhaltens steuern oder ob dieselben Neuronen beide Funktionen erfüllen.

Die Autoren hoffen, dass zukünftige Studien weiter untersuchen werden, wie sensorische Informationen im Gehirn verarbeitet und in gezielte Handlungen übersetzt werden. Sie schlagen auch vor, dass dieses neue Modell des spontanen rettungsähnlichen Verhaltens bei Mäusen verwendet werden könnte, um Störungen der sozialen Funktion, wie Autismus oder Depression, zu untersuchen, bei denen Empathie und prosoziales Verhalten oft beeinträchtigt sind.

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